Norra torvmarker kan innehålla dubbelt så mycket kol som forskare tidigare misstänkt, enligt en studie publicerad idag i Naturgeovetenskap . Resultaten tyder på att dessa myriga områden spelar en viktigare roll i klimatförändringen och kolkretsloppet än vad de vanligtvis får kredit för.

Torvmarker är fuktiga, mossiga landskap byggda på lager av delvis förfallna växter. Eftersom växtmaterialet inte bryts ner helt, torv kan sluta lagra stora mängder kol i tusentals år - mycket längre än en vanlig skog. Men globala klimatmodeller, som forskare använder för att förutsäga klimatförändringar och dess effekter, står sällan för det kol som torv och andra jordar absorberar, lagra och släpp.

"Kolet som finns under jorden är den minst välförstådda poolen av kol, " sa huvudförfattaren Jonathan Nichols, docent vid Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory. "Det är ett stort frågetecken i många globala klimatmodeller." Att förfina dessa mätningar kan göra klimatmodeller – och därmed klimatförutsägelser – mer exakta. Det är vad Nichols och hans medförfattare Dorothy Peteet, en paleoklimatolog vid NASA Goddard Institute for Space Studies och adjungerad vid Lamont-Doherty, satte sig för att göra.

Deras nya studie inkluderar 4, 139 radiokolmätningar från 645 torvmarksplatser i norra Europa, Asien, och Nordamerika. Men den främsta innovationen är hur forskarna beräknade kollagret i torvmarker.

"Innan, man antog bara att alla torvmarker har samlat kol i samma takt samtidigt under de senaste tusen åren, vilket är ett fruktansvärt antagande, ", sade Nichols. "Kolackumuleringshastigheten kan vara väldigt olika från en plats till en annan under samma tidpunkt. Vårt tidigare arbete har visat detta, liksom många andras arbete."

Problemet var att det helt enkelt inte fanns ett bra statistiskt sätt att redogöra för dessa skillnader. Så Nichols och Peteet kom på en ny algoritm för att uppskatta den totala mängden kol som lagras i norra torvmarker. "Det tillåter oss att inte behöva göra detta antagande som vi alla vet är fel, sa Nichols.

Tidigare, forskare tog helt enkelt ett medelvärde av kolackumuleringshastigheten uppmätt i så många torvprover som de kunde hitta, och multiplicerat det genomsnittet med den totala arealen torvmark på norra halvklotet. Denna strategi var partisk, Nichols och Peteet påpekar, eftersom det finns många färre prover från mindre studerade områden som Asien eller Öst- och Sydeuropa; data från dessa undersamplade områden tvättades effektivt bort av den stora mängden mätningar från Nordamerika och Europa.

Genom att anta att torvmarker i olika delar av världen ackumulerar torv i olika takt, och genom att väga dessa priser med storleken på regionen, den nya algoritmen gjorde det möjligt för forskarna att beräkna att norra torvmarker rymmer 1,1 biljoner ton kol. Det är en kolossal mängd kol – mer än vad människor hittills har dumpat till atmosfären genom att bränna fossila bränslen – och ett stort hopp från den tidigare uppskattningen på ungefär 545 miljarder ton.

Nichols och Peteet fann att efter den sista istiden, när torvmarkerna absorberade denna enorma mängd kol, nivån av kol i atmosfären förblev stabil. Hur kunde det vara, om torvmarksväxterna drog ut kol ur luften under fotosyntesen och sedan aldrig släppte ut det? Forskarna misstänker att havet släppte ut mer kol under den tiden, som kompenserade för det kol som avlägsnades av de växande torvmarkerna.

"Ett viktigt nästa steg är att lägga till torv till simuleringar av globalt klimat, ", sa Nichols. "Ju mer vi förstår klimatsystemet, desto bättre kommer våra modeller av det systemet att bli."

Studiens resultat har också konsekvenser för att förutsäga framtida koldioxidutsläpp från torvmarker. "De delar av världen med torv är också de delar som värms upp snabbare än resten av världen. Vad händer när man värmer upp dem? Växer de snabbare och binder mer kol, eller förfaller de snabbare och släpper mer?" frågar Nichols.

I allmänhet, han upptäcker att torvmarker förfaller snabbare och släpper ut mer kol när planetens termostat klättrar; klimatförändringar stör naturliga nederbördsmönster i torvmarker, som kan trycka ut mossor till förmån för växter som t.ex. Starr växer och förfaller snabbare, och deras rötter leder syre djupt in i torvlagren, tillåta organiskt material att bryta ner och frigöra kol som kan ha lagrats där i årtusenden. Dessutom, människor bryter ofta torvmarker och bränner torven som bränsle eller använder den i jordbruk eller trädgårdsodling. Alla dessa processer omvandlar torvmarker från absorbenter av kol till utsläppare, said Nichols. "And because of the work we've done for this paper, we now know that there's a lot more carbon that can be released to the atmosphere than we thought, " han sa.